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[讨论] 来请教蜂鸣器应用中碰到的一个棘手问题

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一粒金砂(中级)

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发表于 2014-8-23 12:21:50 | 显示全部楼层 |阅读模式
原理图.jpg 蜂鸣器.jpg
如上图,在VLED和GND之间接上蜂鸣器,现在遇到自认为难以解释的现象,还请高人释惑!现象描述如下:
1、如果先将蜂鸣器接到电路板上的VLED和GND之间,然后24V开关电源上电,给电路板供电,则蜂鸣器正常鸣叫,且整个电路板正常工作;
2、如果24V开关电源先上电,然后将蜂鸣器的黑线接到GND(红线已先行连到VLED),则OVL点经MCU采样后判断为过流,整个电路板不能正常工作,且蜂鸣器鸣叫声音变小(因为实测VLED点波形从稳定的直流电压畸变成脉动的类方波)
注意:
如果C58使用10nF电容甚至是不加电容,则为持续的过流保护;
如果C58使用100nF,则蜂鸣器黑线接到GND后,只保护一次,一会之后恢复正常;
如果C58调整为1uF,则不再出现这种情况,即无论何种方式上电,蜂鸣器和电路板皆可正常工作。


下图中黄色曲线是C=10nF、1nF或者不加电容,持续保护时VLED点波形(这里尚未区分C=10nF、1nF或者不加电容波形有什么不同),绿色曲线是对应的OVL点波形。正常工作时,两条线都应该稳定在高电平电压处,不会出现被拉低的情况。
1.png


下图是LM317datasheet上的典型应用电路,在我们的设计中起到过流保护的功能
典型图.jpg
关于MCU判断为过流保护的现象,比较合理的解释是:在蜂鸣器工作的时候,会产生一个过电流,达到LM317过流保护的阈值。如果电容C58足够大,可以起到储能电容释放电流的作用。但是,关于“24V开关电源上电”和“蜂鸣器黑线接GND”,这两种情况的差异,前一种正常工作,后一种持续保护,这好像不能用上述的理由去解释。

此帖出自模拟电子论坛

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-8-23 12:25:19 | 显示全部楼层
对了,换了另外两款蜂鸣器就不会出现上述的任何问题。

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发表于 2014-8-23 13:09:11 | 显示全部楼层
本帖最后由 qwqwqw2088 于 2014-8-23 13:10 编辑

感觉是简单的问题复杂化了
蜂鸣器本来工作电流就不大,为什么317供电还要限流,,
LM317稳压块都有一个最小稳定工作电流,有的资料称为最小输出电流,也有的资料称为最小泄放电流。厂家不同、型号不同,其最小稳定工作电流也不相同,但一般不大于5mA,当317稳压块的输出电流小于其最小稳定工作电流时,lm317就不能正常工作了,检查一下限流是多大,

点评

我们这个VLED节点最初是否设计为蜂鸣器接口我不清楚,只能这么说:在接蜂鸣器时,确实显得画蛇添足。现在电路板已经定型,不可能为了外接蜂鸣器而做变更。就事论事而言,我们非常想弄清楚问题的原因在哪里,尽管整个  详情 回复 发表于 2014-8-23 13:43

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-8-23 13:43:37 | 显示全部楼层
qwqwqw2088 发表于 2014-8-23 13:09
感觉是简单的问题复杂化了
蜂鸣器本来工作电流就不大,为什么317供电还要限流,,
LM317稳压块都有一个最 ...

我们这个VLED节点最初是否设计为蜂鸣器接口我不清楚,只能这么说:在接蜂鸣器时,确实显得画蛇添足。现在电路板已经定型,不可能为了外接蜂鸣器而做变更。就事论事而言,我们非常想弄清楚问题的原因在哪里,尽管整个设计有些多余,但是理论上说它没有错误。你提出的最小工作电流,我觉得很有意义。之前,我们考虑的都是电路设计的电流上限,即过流保护的阈值。

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发表于 2014-8-23 13:43:55 | 显示全部楼层
不管线性电源还是开关电源,都要加滤波电容的。

点评

加一定是会加的,可是这不是还存在一个加多大电容的问题嘛!我们现在不缺解决问题的方案,只是想弄明白问题的原因在哪里。现在最头疼的是,同样的电路,结果“24V上电”和“蜂鸣器黑线接GND”,它们的现象不一样。而  详情 回复 发表于 2014-8-23 13:47

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-8-23 13:47:23 | 显示全部楼层
dontium 发表于 2014-8-23 13:43
不管线性电源还是开关电源,都要加滤波电容的。

加一定是会加的,可是这不是还存在一个加多大电容的问题嘛!我们现在不缺解决问题的方案,只是想弄明白问题的原因在哪里。现在最头疼的是,同样的电路,结果“24V上电”和“蜂鸣器黑线接GND”,它们的现象不一样。而且是持续性的,并不是一瞬间,所以用开关电源“达到稳态需要一个过程”不能完美解释。

点评

你说的这个现象是蜂鸣器在第二种情况下起振不良引起的。 在第二种情况下,U18的初始状态为饱和,在突然接上负载时,由IC及蜂鸣器的瞬态特性共同决定电路状态。 我觉得更深一步地探讨意义不大,  详情 回复 发表于 2014-8-23 23:46
可以测一下这个蜂鸣器和另外两个蜂鸣器的阻抗有什么不同吗?  详情 回复 发表于 2014-8-23 14:58

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裸片初长成(初级)

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发表于 2014-8-23 14:11:34 | 显示全部楼层
查不到蜂鸣器的数据手册,一切都无从谈起。

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是的!但是这小玩意不知道去哪里找它的规格书  详情 回复 发表于 2014-8-24 11:17

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一粒金砂(中级)

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发表于 2014-8-23 14:25:14 | 显示全部楼层
过来看看~~~~~~~~~~~~~~~~

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热烈欢迎!~~  详情 回复 发表于 2014-8-24 11:18

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发表于 2014-8-23 14:58:09 | 显示全部楼层
xmc678 发表于 2014-8-23 13:47
加一定是会加的,可是这不是还存在一个加多大电容的问题嘛!我们现在不缺解决问题的方案,只是想弄明白问 ...

可以测一下这个蜂鸣器和另外两个蜂鸣器的阻抗有什么不同吗?

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是用万用表,还是有专门的仪器?以前没测过,可以去了解下~但是,测阻抗的意义何在?  详情 回复 发表于 2014-8-24 11:23

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技术导师勋章

发表于 2014-8-23 17:28:34 | 显示全部楼层
楼主遇到的现象跟蜂鸣器内电路有关。楼主电路的供电为电流源,加在蜂鸣器上的电压跟负载的等效阻抗有关。蜂鸣器先加,负载阻抗为常数,加在蜂鸣器上的电压就不变,故而工作正常。后加蜂鸣器,在储能电容容量较小时,蜂鸣器上的电压会有一个较慢的渐变过程,该渐变电压影响了蜂鸣器内部振荡器的工作,故而与先加不同。当储能电容容量较大时,相对会提高蜂鸣器上的电压变化率,故而得到改善,当电压变化率足够高时,蜂鸣器的内电路就不受影响了。
至于为什么蜂鸣器内电路会受电压变化率的影响,这个必须分析蜂鸣器的内电路和元件参数才能获知。

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分析得很好~到底是版主!无错别字、无错误的标点,另外,您孩子也很可爱!  详情 回复 发表于 2014-8-24 11:39
上传了一些书籍资料,也许有你想要的:http://download.eeworld.com.cn/user/chunyang

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发表于 2014-8-23 23:46:49 | 显示全部楼层
xmc678 发表于 2014-8-23 13:47
加一定是会加的,可是这不是还存在一个加多大电容的问题嘛!我们现在不缺解决问题的方案,只是想弄明白问 ...

你说的这个现象是蜂鸣器在第二种情况下起振不良引起的。

在第二种情况下,U18的初始状态为饱和,在突然接上负载时,由IC及蜂鸣器的瞬态特性共同决定电路状态。

我觉得更深一步地探讨意义不大,

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哦,我有这么强的探索精神,一方面是自己学习需要,另一方面上级领导也想弄清楚原因。。  详情 回复 发表于 2014-8-24 11:27

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-8-24 11:17:58 | 显示全部楼层
仙猫 发表于 2014-8-23 14:11
查不到蜂鸣器的数据手册,一切都无从谈起。

是的!但是这小玩意不知道去哪里找它的规格书

点评

正规产品,小到一个简单的塑料垫高柱,也会有规格书,例如 http://www.bivar.com/Portals/0/Products/d.ashx?f=/Portals/0/products/9XX-XXX.pdf 否则设计的依据何在? 比如电路用24V电源,怎么知道蜂鸣器保证不  详情 回复 发表于 2014-8-25 08:55

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-8-24 11:18:25 | 显示全部楼层
kemasz 发表于 2014-8-23 14:25
过来看看~~~~~~~~~~~~~~~~

热烈欢迎!~~

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-8-24 11:23:10 | 显示全部楼层
Study_Stellaris 发表于 2014-8-23 14:58
可以测一下这个蜂鸣器和另外两个蜂鸣器的阻抗有什么不同吗?

是用万用表,还是有专门的仪器?以前没测过,可以去了解下~但是,测阻抗的意义何在?

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 楼主| 发表于 2014-8-24 11:27:23 | 显示全部楼层
dontium 发表于 2014-8-23 23:46
你说的这个现象是蜂鸣器在第二种情况下起振不良引起的。

在第二种情况下,U18的初始状态为饱和,在突 ...

哦,我有这么强的探索精神,一方面是自己学习需要,另一方面上级领导也想弄清楚原因。。

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-8-24 11:39:56 | 显示全部楼层
chunyang 发表于 2014-8-23 17:28
楼主遇到的现象跟蜂鸣器内电路有关。楼主电路的供电为电流源,加在蜂鸣器上的电压跟负载的等效阻抗有关。蜂 ...

分析得很好~到底是版主!无错别字、无错误的标点,另外,您孩子也很可爱!

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裸片初长成(初级)

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发表于 2014-8-25 08:55:45 | 显示全部楼层
xmc678 发表于 2014-8-24 11:17
是的!但是这小玩意不知道去哪里找它的规格书

正规产品,小到一个简单的塑料垫高柱,也会有规格书,例如
http://www.bivar.com/Portals/0/Products/d.ashx?f=/Portals/0/products/9XX-XXX.pdf
否则设计的依据何在?
比如电路用24V电源,怎么知道蜂鸣器保证不会被击穿?又比如该蜂鸣器工作时耗电多少?使用温度范围是多少?当然也包括驱动方式,安装尺寸等,连这些都不清楚,设计人员怎么证明自己的设计是无误的?
有问题时需要调查问题所在,是设计问题,还是器件问题,还是采购问题,不能一笔糊涂账。

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你讲得非常在理!  详情 回复 发表于 2014-8-25 18:13

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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2014-8-25 18:13:57 | 显示全部楼层
仙猫 发表于 2014-8-25 08:55
正规产品,小到一个简单的塑料垫高柱,也会有规格书,例如
http://www.bivar.com/Portals/0/Products/d. ...

你讲得非常在理!

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一粒金砂(初级)

Rank: 1

发表于 2014-8-25 18:19:05 | 显示全部楼层
前来聆听学习一下

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Rank: 6Rank: 6

发表于 2014-8-25 18:41:01 | 显示全部楼层
估计楼主也迷茫了,,,

根据楼上大家上面的说法,还是认真分析一下,弄清是器件问题还是电路驱动的问题,,,

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